[发明专利]一种乏燃料干式贮存的局部强化冷却系统

说明书

技术领域

本发明涉及反应堆乏燃料贮存技术，具体涉及一种乏燃料干式贮存的局部强化冷却系统。

背景技术

福岛事故后，乏燃料贮存设施的热工安全性能受到越来越多的重视。随着乏燃料干式贮存技术的快速发展，已在各核电发达国家得到广泛应用，并呈现出逐步替代乏燃料湿式贮存方式的趋势。以AECL研发的乏燃料干式中间贮存技术为例，其设计的MACSTOR混凝土贮存模块是通过空气自然循环的方式，实现乏燃料余热排出的。空气由贮存模块两侧底部的通气孔进入，被组件加热后，再经两侧顶部的通气孔排出。

由于流道狭窄且贮存量大，贮存模块中的燃料组件只能依赖空气自然对流冷却，传热能力有限，并且受制于贮存设施周围的环境温度影响，在一些特殊工况下，燃料组件包壳表面可能发生过热的风险。

不过，由于干式贮存的乏燃料发热功率通常较低，可能发生过热风险的通常只存在于流动不畅或新近贮存（组件的停堆冷却时间较短，功率较高）的局部区域，如果能在局部采取强化冷却措施，则无论是在经济性还是安全性方面，都能对干式贮存设施的性能提高产生明显效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种乏燃料干式贮存的局部强化冷却系统，从而提高乏燃料在干式贮存设施内热工安全性能，增大安全裕量，并为提高核电站经济性提供可能。

本发明的技术方案如下：一种乏燃料干式贮存的局部强化冷却系统，包括用于放置乏燃料组件的贮存套筒，在贮存套筒下方设置冷却风道，冷却风道由贮存套筒支撑板、侧板和底板构成，在贮存套筒支撑板上对应于每个贮存套筒的底部位置设有进风口，在侧板上设有冷却风道入口，所述冷却风道入口通过通风管与鼓风机连接；在所述冷却风道内每个位于贮存套筒底部的进风口位置设有由逻辑控制电路控制的进风门装置，在所述贮存套筒顶部设置与逻辑控制电路连接的温度传感器。

进一步，如上所述的乏燃料干式贮存的局部强化冷却系统，其中，所述的进风门装置包括进风门，以及分别与进风门相连接的电磁继电器和伸缩弹簧，电磁继电器与逻辑控制电路连接；所述伸缩弹簧和电磁继电器能够在电磁继电器通/断电状态下分别带动进风门运动，将进风口打开或关闭。

进一步，如上所述的乏燃料干式贮存的局部强化冷却系统，其中，在每个贮存套筒顶部共设置4个所述的温度传感器，当至少两个温度传感器探测到气流温度超过报警温度时，触发逻辑控制电路的强制冷却控制信号，开启相应贮存套筒下部的进风门装置，通过鼓风机送风实施冷却。

进一步，如上所述的乏燃料干式贮存的局部强化冷却系统，其中，所述的鼓风机与逻辑控制电路连接。

本发明的有益效果如下：本发明通过设计强化局部对流带热能力的手段，可以有效防范个别燃料组件过热，使得燃料组件的热工安全性能和安全裕量得到较大提高，并为缩短乏燃料湿式贮存时间，扩大干式中间贮存能力，提高核电厂运行的安全性和经济性，提供了有利的保障。

附图说明

图1为乏燃料干式贮存的局部强化冷却系统结构示意图；

图2为本系统的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

本发明所提供的乏燃料干式贮存的局部强化冷却系统的结构如图1所示，包括用于放置乏燃料组件2的贮存套筒3，在贮存套筒3下方设置冷却风道14，冷却风道14侧方的冷却风道入口7通过通风管5与鼓风机4连接。在所述冷却风道14内每个位于贮存套筒底部的进风口15位置设有由逻辑控制电路控制的进风门装置，在所述贮存套筒3顶部设置与逻辑控制电路连接的温度传感器1。

冷却风道14是由贮存套筒支撑板11、侧板12与底板13形成的一个相对封闭的空间，冷却风道14一侧侧板12开有小孔，即冷却风道入口7。贮存套筒支撑板11上面开有若干小孔，即进风口15。进风口上方为贮存套筒3的底部开口，下方为进风门装置。

进风门装置包括进风门9，以及分别与进风门9相连接的电磁继电器10和伸缩弹簧，电磁继电器10和伸缩弹簧分别固定于贮存套筒支撑板11的下侧。伸缩弹簧与电磁继电器10共同控制着进风门9的运动。贮存套筒2顶端四边各布置有一个温度传感器1；逻辑控制电路收集温度传感器1的信息，基于这些信息控制鼓风机4的开启以及电磁继电器10的状态。

在正常运行工况，温度传感器1的监测信号，不会触发系统动作，亦即鼓风机4、进风门9等部件无动作，电磁继电器10处于通电状态，伸缩弹簧处于拉伸状态8A，干式贮存设施内可以依靠自然对流的方式冷却乏燃料组件。